基因调控网络研究与数学模型的建立

在各种类型的生物中 ,DNA序列所蕴藏的遗传信息通过转录与翻译转变为具有生物活性的蛋白质的过程称为基因表达。在生物体生长、发育和适应环境的过程中 ,细胞必须适时地对基因表达做出调整 ,开放一些基因 ,关闭另一些基因 ,在质与量上对基因表达做出精确的调节与控制。从分子生物学的观点来讲 ,基因的表达受细胞核内、外多层次的调节 ,呈现多级调控 :包括遗传调控 (geneticregula tion)和表观遗传调控 (epigeneticregulation)。遗传调控包括基因转录、转录后加工、翻译以及翻译后修饰等环节 ,其中转录水平的调控是真核生物遗传信息传递过…     

脑基因的表达与调控

脑细胞的染色体中包含有与其它器官的细胞完全相同的基因,但是脑细胞所表达的蛋白质如酶、受体、载体、神经肽等却与其它组织完全不同.关键点就是脑基因的表达与调控.     

人β珠蛋白基因的表达调控

细胞分化的机制及其调控是生物医学界的一个国际性重要研究课题。哺乳类红细胞的发生是多能干细胞或其祖细胞增生和沿着一定方向进行分化的过程，伴随着红细胞的终要分化，细胞按基固有的基因表达程序，顺序地表达诸多可检测的细胞蛋白质产物和出现类型特征，其中细胞如何按发育阶段启劝不珠蛋白基因表达和出现自然排核现象，一直是吸引着人们用研究细胞分化和基因表达调控和理想模型。     

基因调控网络模型构建方法

基因调控网络的研究从基因之间相互作用的角度揭示复杂的生命现象,是功能基因组学研究的重要内容,也是当前生物信息学研究的前沿.基因芯片技术在生物信息学中的应用为基因调控网络的研究提供大量可供研究与分析的基础数据.本文介绍了基因调控网络的起源与近年来的发展情况,详细说明了基因调控网络构建的前提与基本原理,并分析几种经典调控网络模型:布尔网络模型、线性及非线性模型和贝叶斯网络模型,阐述各种模型构建的基本原理和算法,结合基因芯片的数据特点,探讨各种模型的优缺点及其适用情况,对各种网络模型进行分析与总结.     

初步建立真核基因调控元件模块的搜索方法

依据基因调控知识对现有方法进行了综合及改进：(1)在序列搜索方面，结合多序列低分值查询与多个保守片段搜索两种方法获得匹配序列，然后序列相互打分，最后进行聚类分析；(2)在位点搜索方面，综合应用位置权重矩阵、成对寡核苷酸及Smith-Waterman等方法；(3)在分析系统方面，采用面向对象的程序设计方法建立跨平台、可扩展、基于数据库的分析系统。本方法对MHC基因家族的初步分析结果表明，能较准确地找到一些基因调控元件模块所在的区域。     

酵母PHO81基因上游调控序列的初步研究

ＰＨＯ８１基因的表达受无机磷酸盐浓度的调控，属阻遏型基因。利用本组构建的ＰＨＯ８１－ＬａｃＺ融合基因，对ＰＨＯ８１基因５＇上游核苷酸序列作限制性内切酶缺失分析。以β－半乳糖苷酶的活力表示ＰＨＯ８１的表达水平，测定上游长度不同的变种表达ＰＨＯ８１基因的水平，提示ＰＨＯ８１基因起始密码上游可能存在着两个ＵＡＳ功能区。     

S系统及时序布尔网络模型构建鼠疫耶尔森菌基因调控网络的初步研究

目的应用S幂率系统构建鼠疫耶尔森菌小尺度基因调控网络。方法收集鼠疫耶尔森菌基因时间序列表达数据,数据经预处理后,分别用布尔网络模型和S幂率系统网络模型构建小尺度基因调控网络,并对两个网络结构进行比较。结果应用布尔网络模型构建的小尺度基因调控网络中存在2种基因调控模式,而应用S幂率系统网络模型构建的小尺度基因调控网络中存在4种基因调控模式。结论 S幂率系统可用于构建基因调控网络模型。     

互信息关联模型在基因调控网络构建中的应用

【摘要】 目的 基因的表达受其它基因的影响较大,基因之间相互影响、相互制约的关系构成了复杂的基因表达调控网络。本研究基于基因表达的时空特性,寻求一种新的描述基因表达调控网络的方法。方法 根据信息熵确定属性权重,对各时间点进行加权聚类;根据互信息相关理论,确定相关系数,分析基因之间的调控关系。 结果 得到各基因之间的调控矩阵,进一步进行图像可视化。结论 利用信息熵理论得到信息熵相关系数后,可以根据两两基因之间信息熵相关系数的大小确定基因之间的调控关系,从而得到基因之间的生物学关系。该方法计算简便, 结果更为合理,可以从整体上了解生物细胞的生长过程,把握基因之间的相互关系,特别是对于发现基因的新功能有较好的效果,并为进一步的生物学实验提供了相关依据。     

基于时间序列表达数据基因调控网络模型的研究进展

基因间的调控是随时间、环境变化的动态事件,基因调控网络是一个连续而复杂的动态系统,基于时间序列的基因组DNA微阵列为研究者提供了构建动态调控网络的工具.本文介绍几种基于时间序列基因表达数据调控网络模型(时序布尔网络、微分方程、动态贝叶斯等),分析几种模型的优缺点,并展望未来的研究趋势.     

放射诱导经Egr-1启动子调控的腺病毒介导CDglyTK基因的肿瘤靶向表达

目的：构建由Egr-1基因启动子驱动CDglyTK基因表达的腺病毒载体,通过放射诱导调控CDglyTK基因的肿瘤靶向表达,用于肝癌的基因－放射治疗,方法：利用细菌内高效同源重组法,制备腺病毒载体AdEger-CD/TK.MM45T.Li肝癌细胞感染AdEger-CD/TK后,体外观察γ射线照射诱导CDglyTK基因表达及在前药5－FC、GCV存在的条件下钉对存活率的变化。利用荷瘤小鼠肝癌模型观察不同处理的抑瘤效应。结果：体外实验结果显示,γ射线照射可诱导CDglyTK基因在MM45T.Li肿瘤细胞内的表达,并呈剂量依赖性;显著增强细胞对前药5－FC、GCV的敏感性（P＜0．01）;当5－FC和GCV同时存在时具有明显的协同效应。体内抗肿瘤实验结果提示,与单纯肿瘤局部照射（TLI）、瘤内注射AdEger-CD/TK＋腹腔注射5－FC＋GCVD土产且相比,瘤内注射AdEger-CD/TK＋腹腔注射5－FC＋GCV合并TLI组的抗瘤效果最好（P＜0．01）,并可使30％的肿瘤完全消退,且未见全身毒性反应的增加,结论：利用放射调控CDglyTK基因的肿瘤靶向表达,是一种安全、有效的肿瘤基因治疗新策略。     

Menin对SOX4基因表达调控的初步研究

目的探讨menin蛋白对SOX4基因表达的调控作用。方法构建包含SOX4启动子的报告基因载体,利用荧光报告基因系统分析menin对SOX4基因启动子活性的影响,运用Real-time PCR检测SOX4基因在MEN1^-/-小鼠reef细胞和野生型mef细胞中的表达差异。结果与野生型mef细胞比较,MENI。小鼠reef细胞中SOX4基因启动子活性明显升高;而在MEN1^-/-小鼠mef细胞中转入MEN1基因后,SOX4基因启动子活性显著降低。SOX4基因在MEN1^-/-小鼠mef细胞中的表达量是在野生型mef细胞中的2．5倍。结论Menin蛋白可抑制SOX4基因表达。     

皮肤基底细胞癌中凋亡调控基因以及免疫调控基因的表达情况

目的:研究皮肤基底细胞癌中凋亡调控基因以及免疫调控基因的表达情况.方法:将在本院收治的40例皮肤基底细胞癌患者纳入研究,收集病灶部位的肿瘤组织和病灶周围的正常皮肤组织,分别采用real-time PCR和Western-blot的方法检测皮肤组织中Caspase-3、p33ING1b、Bax、p53、Survivin、Bcl-2、Toll样受体7(TLR7)、激活蛋白1(AP-1)、髓样分化因子88 (MyD88)的表达情况.结果:(1)促凋亡基因:肿瘤组织中Caspase-3、p33ING1b、Bax的mRNA含量和蛋白含量均低于正常皮肤组织,差异有统计学意义(P＜0.05);(2)抗凋亡基因:肿瘤组织中突变型p53基因以及Survivin、Bcl-2的mR-NA含量和蛋白含量均高于正常皮肤组织,差异有统计学意义(P＜0.05);(3)免疫调控基因:肿瘤组织中TLR7、AP-1、MyD88的mRNA含量和蛋白含量均高于正常皮肤组织,差异有统计学意义(P＜0.05).结论:皮肤基底细胞癌组织中调控基因以及免疫调控基因异常表达,促凋亡基因处于低表达的状态、而抗凋亡基因和免疫调控基因处于高表达的状态.     

hERR1在乳腺癌中的表达及其对芳香族化酶表达的调控

目的：了解hERR1在乳腺癌及癌旁组织中的表达情况，以及它对芳香族化酶基因表达的调节作用。方法：收集乳腺癌患者的临床标本，应用RT-PCR法，研究癌组织及相应的癌旁组织中hERR1的表达情况；采用瞬时转染和CAT活性分析的方法，研究hERR1对芳香族化酶基因表达的调节。结果：hERR1在癌组织中的表达明显高于相应的癌旁组织（16/26例）；hERR1以剂量依赖方式促进芳香族化酶启动子I.3活性。结论：hERR1在体内可能起到促进乳腺癌生长的作用。     

Flow-dependent regulation of vascular function and gene expression in rat superior mesenteric artery

Background Mesenteric artery thrombosis is prone to occur at specific arterial regions with different fluid flow patterns, yet mechanistic links between blood flow and vascular function remain unclear. This study aimd to investigate the role of blood flow in regulation of vascular function and gene expression in rats.
Methods isometric tension was recorded in wire myograph to examine vascular function of specific regions （trunk parts and proximal parts from the origin） with different blood flow in superior mesenterJc artery （SMA）. Endothelial nitric oxide syntheses （eNOS）, phosphorylated-eNOS （p-eNOS）, serine-threonine kinase Akt and phosphorylated-Akt （p-Akt） protein expressions in SMA were examined by Western blotting. Significance was analyzed using a Student＇s t test or analysis of variance （ANOVA） followed by a Dunnett＇s multiple-comparison post hoc test.
Results Compared with trunks, proximal parts exhibited severely impaired relaxant responses to acetylcholine （Ach） （1 nmol/L to 10 μmol/L） （P 〈0.01）. p-eNOS and p-Akt protein levels were significantly reduced in proximal parts of SMA （0.37±0.03, 0.42±0.03 respectively） versus trunk parts （0.82±0.03, 0.72±0.03 respectively, both P 〈0.05） while total eNOS and Akt expressions remain comparable in both regions by Western blotting analysis （0.70±0.03 vs 0.82±0.03; 0.70±0.03 vs 0.77±0.03 respectively, both P 〉0.05）.
Conclusion Critical components that drive the vascular function and influence the localization of mesenteric artery thrombosis are flow-responsive elements within the vascular endothelium.     

MicroRNA和血液系统肿瘤的基因调控

微小RNA(miRNA)是一类长度为20~25 nt的非编码RNA,广泛存在于真核生物中,通过与由靶基因转录而成的mRNA序列互补结合,在转录后水平调节基因的表达。miRNA参与生命过程中一系列重要进程,包括胚胎早期发育、细胞增殖、凋亡和分化等。miRNA表达水平的异常往往与人类肿瘤的发生密切相关,具有类似于癌基因或抑癌基因的作用。越来越多的研究表明,miRNA在血液系统肿瘤发生发展中起着重要的调控作用,该文将对这一领域的研究进展进行综述。     

水通道蛋白的表达及其调节

水通道蛋白是具有高度选择性的水孔道特异蛋白质家族, 有13个家族成员。研究发现,水通道蛋白与多种临床疾病有着密切的关系,水通道蛋白在哺乳动物机体中调节作用的研究成为了当前水通道领域的一大热点。本文参阅了国内外近年来众多有关水通道蛋白的研究文献,介绍了水通道家族的分子结构,以及理化因素、激素和其他蛋白等调节水通道蛋白表达及功能的影响因素,并初步探讨了水通道蛋白在脑水肿、肺水肿和肾脏疾病中的调节机制。     

雌激素上调LRP16基因表达靶启动子区的研究

目的:鉴定雌激素上调LRP16基因表达关键的靶启动子区域并探讨其分子机制。方法:对LRP16基因5′-侧翼2.6kb中的-213bp至-24bp启动子区进行亚克隆,构建5个控制不同启动子长度的荧光素酶报告重组子pS7-11,以既往构建的pS5、pS6为对照,与雌激素受体α(ERα)真核表达载体共转染MCF-7和Hela细胞,加入雌二醇(17β-E2)刺激后通过Luciferase assay方法测定相对荧光素酶活性。结果:MCF-7和Hela两个细胞系各组相对荧光素酶活性值上升趋势相平行,-213bp至-24bp区域各启动子克隆均具有较高的转激活活性,特别是pS10,在MCF-7细胞中对报告基因的上调活性达427倍,远远高于pS5。结论:E2主要通过-213bp至-24bp区域增强LRP16基因的转录,其中-213bp至-126bp(pS10)应为关键的启动子区。     

~(60)Co照射对MGC-803细胞株癌基因表达的影响

[目的]观察60Co照射对胃癌MGC-803细胞株癌基因表达的影响.[方法]利用常规方法复苏并培养MGC-803胃癌细胞株,利用60Co照射癌细胞株,在倒置显微镜下观察细胞形态学变化,利用免疫组织化学及原位杂交方法显示癌基因,观察间隙为6 h.[结果]60Co照射前MGC-803胃癌细胞株c-fos,c-ha-ras基因表达稳定;照射6 h后培养瓶内细胞被破坏或变形,且不表达癌基因,12~24 h时部分癌细胞开始表达癌基因,48 h时多数癌细胞表达癌基因.[结论]60Co照射在癌细胞内作用靶点是癌基因的DNA链,被照射后DNA易被破坏使肿瘤细胞的增生被抑制.     

核受体及核受体辅活化子对芳香族化酶基因转录调控的研究

目的：研究核受体及核受体辅活化子芳香族化酶基因转录的调控,方法：酵母单,双杂合筛选,蛋白质－蛋白质相互作用分析,DNA突变,报告基因转染功能分析,迁移率改变及足迹分析等技术。结果：（1）鉴定了主导芳香族化酶基因在乳腺癌细胞中表达的启动子1,3和启动子Ⅱ的确切位置以及对这两个启动子起调节作用的沉默子（Siklencer)S1和cAMP效应要素（CRFaro)等顺式作用元件。（2）分离鉴定了能与类固醇衍生因子1（Sterodogenic Factorl,SF1)相互作用并参与芳香族化酶基因转录调控的转录因子,其中近50％的克隆编码两种新的富含脯0氨酸的核受体辅调节蛋白质,命名为PNRC（Proline-rich Nuclear Receptor Coactivators)。功能分析显示PNRC通过与SF1或ERR1相互作用,进一步增强SF1或ERR1对芳香族化酶基因启动子1,3的转录激活作用。（3）缺失突变及定点突变分析证明含SH3结合模体的23个氨基酸残基区域是PNRC分子与核受体的相互作用位点。结论：我们鉴定了主导芳香族化酶基因在乳腺癌细胞中表达的启动子及调控序列,克隆了与DNA调控序列结合的蛋白质和通过蛋白质相互作用参与芳香族化酶基因转录调控的转录因子－一种新型的核受体辅活化子PNRC。